0-1整数规划问题是运筹学中的经典问题,很多实际问题都是用它来建模的。关于解决0-1整数规划问题的算法有很多,但目前还是没有一个一劳永逸的算法可以完美的解决该问题。而DNA计算的高度并行性、高精确度和高容量储存等优点赋予了解决0-1整数规划问题新的思路。本文主要研究的是基于DNA计算的0-1整数规划问题的模型。文章首先对DNA计算的基本知识和常见的操作手段做了介绍,然后对0-1整数规划问题的基本知识做了介绍,最后将DNA链置换运用于0-1规划问题,并提出了基于DNA链置换的0-1规划问题的圆环DNA模型。该模型以问题的可能解为输入,通过不同荧光颜色的明灭来检测结果,比以往DNA计算模型具有更好的灵活性,可实现性和适用性。同时还提出了基于链式反应的0-1规划问题的树枝模型。此外,本文在研究了基于DNA计算的0-1整数规划问题的模型的基础上还研究了 0-1整数规划问题的相关应用。在解决0-1整数规划问题的模型的基础上,加以研究和推广后,提出了一类特殊的整数规划问题的DNA折纸计算模型,该模型将这类整数规划问题中的变量及对应的所有可能值设计成一条长链(脚手架链),通过添加相应的订书钉链形成发夹结构来映射出问题的解。而逻辑门运算与整数规划问题密切相关,论文的最后提出了基于DNA折纸术和DNA链置换的四值逻辑与门模型,该模型利用DNA折纸术和DNA链置换这两种分子自组装方法设计了一个四值逻辑与门的模型,不同的输入信号分别设计成不同的输入DNA链,通过观察反应后的发夹结构是否解开(长链的长度发生变化)和荧光颜色的明灭来判断输入信号后的结果。生物预期结果显示,该模型不仅仅能判断出四值逻辑与门中的“假”、“真”两种状态,四值逻辑中其他的状态同样可以通过长链长度变化和荧光明灭得到很好的显示。同时还提出了基于DNA折纸基底的动态与非门系统,该系统建立在DNA折纸基底上,逻辑值的输入是通过在DNA折纸基底上发生有向的杂交链式反应(HCR)来完成的,逻辑值输入后的结果通过DNA折纸基底上是否还保留纳米金颗粒来显示,这个系统的建立对DNA计算机的发展具有一定的推动作用。图[38]表[3]参[49]